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優れた品質の漢方薬を生産するための特定の原産地では、本物の医薬品原料の重要性が長い間認識されてきました。8]。本物の医薬品原料には高品質が不可欠であり、生息地はその品質に影響を与える重要な要素です。 YCHが薬として使われ始めて以来、長らく野生YCHが主流でした。 1980年代に寧夏回族自治区でYCHの導入と栽培化が成功した後、銀柴湖の薬用原料の供給源は野生から栽培されたYCHに徐々に移行しました。 YCH 情報源に対する以前の調査によると、[9]と私たちの研究グループの現地調査では、栽培された薬用材料と野生の薬用材料の分布地域に大きな違いがあります。野生のYCHは主に陝西省寧夏回族自治区に分布しており、内モンゴルの乾燥地帯と寧夏回族中央部に隣接している。特に、これらの地域の砂漠草原は YCH の生育に最適な生息地です。これに対し、栽培YCHは、中国最大の栽培・生産基地となっている同新県（栽培I）とその周辺地域、彭陽県（栽培II）など、野生分布域よりも南部に主に分布している。ここはより南の地域に位置し、栽培YCHのもう一つの生産地です。さらに、上記 2 つの耕地地域の生息地は砂漠の草原ではありません。したがって、生産様式に加えて、野生YCHと栽培YCHの生息地にも大きな違いがあります。生息地は生薬原料の品質に影響を与える重要な要素です。生息地の違いは植物における二次代謝産物の形成と蓄積に影響を及ぼし、それによって医薬品の品質に影響を与えます。10,11]。したがって、この研究で発見された総フラボノイドと総ステロールの含有量と 53 種類の代謝産物の発現における大きな違いは、圃場管理と生息地の違いの結果である可能性があります。

環境が医薬品原料の品質に影響を与える主な方法の 1 つは、原料植物にストレスを与えることです。適度な環境ストレスは二次代謝産物の蓄積を刺激する傾向があります [12,13]。成長/分化バランス仮説では、栄養素が十分に供給されている場合、植物は主に成長し、栄養素が不足している場合、植物は主に分化してより多くの二次代謝産物を生成すると述べています。14]。水不足によって引き起こされる干ばつストレスは、乾燥地域の植物が直面する主な環境ストレスです。今回の研究では、栽培YCHの水質は豊富で、年間降水量も野生YCHに比べて大幅に高かった（栽培Iの水供給量は野生の約2倍、栽培IIは野生の約3.5倍） ）。また、野生環境の土壌は砂質土壌ですが、農地の土壌は粘土質の土壌です。粘土と比較して、砂質土壌は保水力が低く、乾燥ストレスを悪化させる可能性が高くなります。同時に、栽培過程では頻繁に水やりが行われるため、乾燥ストレスの度合いは低かった。野生の YCH は厳しい乾燥した自然生息地で生育するため、より深刻な干ばつストレスにさらされる可能性があります。

浸透圧調節は、植物が乾燥ストレスに対処するための重要な生理学的機構であり、アルカロイドは高等植物における重要な浸透圧調節因子である[15]。ベタインは水溶性アルカロイド第四級アンモニウム化合物であり、浸透圧保護剤として作用します。乾燥ストレスは細胞の浸透圧を低下させる可能性がありますが、浸透圧保護剤は生物学的高分子の構造と完全性を保存および維持し、植物に対する乾燥ストレスによって引き起こされる損傷を効果的に軽減します。16]。たとえば、干ばつストレス下では、テンサイとクコのベタイン含有量が大幅に増加しました。17,18]。トリゴネリンは細胞成長の調節因子であり、乾燥ストレス下では植物の細胞周期の長さを延長し、細胞成長を阻害し、細胞体積の縮小を引き起こす可能性があります。細胞内の溶質濃度の相対的な増加により、植物は浸透圧調節を達成し、乾燥ストレスに抵抗する能力を高めることができます。19]。ジア X [20]は、干ばつストレスの増加に伴い、Astragalus membranaceus (伝統的な漢方薬の原料) がより多くのトリゴネリンを生成し、これが浸透圧を調節し、干ばつストレスに抵抗する能力を向上させる作用があることを発見しました。フラボノイドは、乾燥ストレスに対する植物の抵抗力において重要な役割を果たすことも示されています。21,22]。適度な干ばつストレスがフラボノイドの蓄積を促すことが多くの研究で確認されています。 Lang Duo-Yong et al. [23]は、畑の保水能力を制御することによって、YCHに対する干ばつストレスの影響を比較しました。乾燥ストレスは根の成長をある程度抑制しますが、中程度および重度の乾燥ストレス（畑の保水力40％）では、YCH中の総フラボノイド含有量が増加することがわかりました。一方、干ばつストレス下では、フィトステロールは細胞膜の流動性と透過性を調節し、水分損失を抑制し、ストレス耐性を向上させるように作用します。24,25]。したがって、野生 YCH における総フラボノイド、総ステロール、ベタイン、トリゴネリン、およびその他の二次代謝産物の蓄積の増加は、高強度の干ばつストレスに関連している可能性があります。

この研究では、野生 YCH と栽培 YCH の間で顕著な違いがあることが判明した代謝産物に対して KEGG 経路濃縮分析が実行されました。濃縮された代謝産物には、アスコルビン酸塩およびアルダル酸塩の代謝、アミノアシル-tRNA生合成、ヒスチジン代謝、およびベータアラニン代謝の経路に関与するものが含まれていました。これらの代謝経路は植物のストレス耐性メカニズムと密接に関連しています。中でも、アスコルビン酸代謝は、植物の抗酸化物質の生産、炭素と窒素の代謝、ストレス耐性、その他の生理機能において重要な役割を果たしています。26];アミノアシル tRNA 生合成はタンパク質形成の重要な経路です [27,28]、ストレス耐性タンパク質の合成に関与します。ヒスチジン経路とβ-アラニン経路は両方とも、環境ストレスに対する植物の耐性を高めることができます。29,30]。これはさらに、野生 YCH と栽培 YCH の間の代謝産物の違いがストレス耐性のプロセスと密接に関連していることを示しています。

土壌は薬用植物の成長と発達のための物質的な基盤です。土壌中の窒素（N）、リン（P）、カリウム（K）は植物の成長と発育に重要な栄養素です。土壌有機物には、薬用植物に必要なN、P、K、Zn、Ca、Mg、その他の多量元素や微量元素も含まれています。栄養素の過剰または不足、または不均衡な栄養素比率は、成長と発育および医薬品原料の品質に影響を及ぼし、植物ごとに必要な栄養素も異なります。31,32,33]。たとえば、低窒素ストレスは Isatis indigotica でのアルカロイドの合成を促進し、Tetrastigma hemsleyanum、Crataegus pinnatifida Bunge、Dichondra repens Forst などの植物でのフラボノイドの蓄積に有益でした。対照的に、窒素が多すぎると、エリゲロン・ブレビスカプス、アブルス・カントニエンシス、イチョウなどの種におけるフラボノイドの蓄積が阻害され、医薬品原料の品質に影響を及ぼします。34]。リン肥料の施用は、ウラル甘草のグリチルリチン酸とジヒドロアセトンの含有量を増加させるのに効果的でした。35]。施用量が 0・12 kg・m−2 を超えると、Tussilago farfara の総フラボノイド含有量は減少しました。36]。リン肥料の施用は、伝統的な漢方薬である根茎の多糖類の含有量に悪影響を及ぼしました。37] しかし、K 肥料はサポニンの含有量を増やすのに効果的でした [38]。 450kg・hm−2Kの肥料の施用は、2年生のオタネニンジンの成長とサポニン蓄積に最適でした。39]。 N:P:K = 2:2:1 の比率では、熱水抽出物、ハルパジドおよびハルパゴシドの合計量が最も多くなりました。40]。窒素、リン、カリウムの高い比率は、ポゴステモン カブリンの成長を促進し、揮発性油の含有量を増加させるのに有益でした。窒素、リン、カリウムの比率が低いため、ポゴステモン カブリン茎葉油の主な有効成分の含有量が増加しました。41]。 YCH は不毛な土壌に耐性のある植物であり、N、P、K などの栄養素に特定の要件がある可能性があります。この研究では、栽培された YCH と比較して、野生の YCH 植物の土壌は比較的不毛でした。有機物含有量は栽培植物の約1/10、全N、全P、全Kはそれぞれ約1/10、1/2、1/3、1/3でした。したがって、土壌栄養素の違いが、栽培 YCH と野生 YCH で検出される代謝産物の違いのもう 1 つの理由である可能性があります。 Weibao Ma et al. [42』では、一定量のN肥料とP肥料を施用すると、種子の収量と品質が大幅に向上することがわかりました。しかし、YCH の品質に対する栄養成分の影響は明らかではなく、医薬品原料の品質を向上させるための施肥対策についてはさらなる研究が必要です。

漢方薬には「良好な生育地では収量が増加し、不利な生育地では品質が向上する」という特徴があります。43]。野生のYCHから栽培されたYCHへ徐々に移行する過程で、植物の生息地は乾燥した不毛の砂漠の草原から、より豊富な水がある肥沃な農地に変わりました。栽培された YCH は生息環境が優れており、収量も高いため、市場の需要を満たすのに役立ちます。しかし、この優れた生息地は YCH の代謝産物に重大な変化をもたらしました。これが YCH の品質向上に役立つかどうか、また、科学に基づいた栽培手段によって高品質の YCH 生産を達成する方法については、さらなる研究が必要です。

模擬生息地栽培は、特定の環境ストレスに対する植物の長期適応に関する知識に基づいて、野生薬用植物の生息地と環境条件をシミュレートする方法です。43]。このアプローチは、野生植物、特に本物の薬用原料の供給源として使用される植物の本来の生息地に影響を与えるさまざまな環境要因をシミュレートすることにより、科学的設計と革新的な人間の介入を使用して、中国薬用植物の成長と二次代謝のバランスをとります。43]。この方法は、高品質の医薬品材料の開発に最適な配置を達成することを目的としています。模擬生息地栽培は、薬力学的根拠、品質マーカー、環境要因への反応メカニズムが不明な場合でも、高品質の YCH 生産のための効果的な方法を提供するはずです。したがって、YCH の栽培と生産における科学的な設計と圃場管理措置を、乾燥、不毛、砂質の土壌条件などの野生 YCH の環境特性を参照して実行する必要があることを提案します。同時に、研究者がYCHの機能性材料ベースと品質マーカーについてさらに詳細な研究を行うことも期待されています。これらの研究は、YCH のより効果的な評価基準を提供し、高品質の生産と業界の持続可能な発展を促進することができます。